Cache instabile di Next.js: Controllo granulare della cache per applicazioni dinamiche

Next.js ha rivoluzionato lo sviluppo web, offrendo potenti funzionalità per la creazione di applicazioni performanti e scalabili. Uno dei suoi punti di forza principali è il suo robusto meccanismo di caching, che consente agli sviluppatori di ottimizzare il recupero e il rendering dei dati per un'esperienza utente più fluida. Sebbene Next.js fornisca varie strategie di caching, l'API unstable_cache offre un nuovo livello di controllo granulare, permettendo agli sviluppatori di personalizzare il comportamento della cache in base alle esigenze specifiche delle loro applicazioni dinamiche. Questo articolo approfondisce l'API unstable_cache, esplorandone le capacità, i vantaggi e le applicazioni pratiche.

Comprendere il caching in Next.js

Prima di immergersi in unstable_cache, è essenziale comprendere i diversi livelli di caching in Next.js. Next.js utilizza diversi meccanismi di caching per migliorare le prestazioni:

• Cache completa della rotta: Next.js può memorizzare nella cache intere rotte, inclusi i dati HTML e JSON, all'edge o in una CDN. Ciò garantisce che le richieste successive per la stessa rotta vengano servite rapidamente dalla cache.
• Cache dei dati: Next.js memorizza automaticamente nella cache i risultati delle operazioni di recupero dati. Questo previene il recupero ridondante dei dati, migliorando significativamente le prestazioni.
• Cache di React (useMemo, useCallback): I meccanismi di caching integrati di React, come useMemo e useCallback, possono essere utilizzati per memoizzare calcoli costosi e rendering di componenti.

Sebbene questi meccanismi di caching siano potenti, potrebbero non fornire sempre il livello di controllo necessario per applicazioni complesse e dinamiche. È qui che entra in gioco unstable_cache.

Introduzione all'API `unstable_cache`

L'API unstable_cache in Next.js consente agli sviluppatori di definire strategie di caching personalizzate per singole operazioni di recupero dati. Fornisce un controllo granulare su:

• Durata della cache (TTL): Specifica per quanto tempo i dati devono essere memorizzati nella cache prima di essere invalidati.
• Tag della cache: Assegna tag ai dati memorizzati nella cache, consentendoti di invalidare specifici set di dati.
• Generazione della chiave di cache: Personalizza la chiave utilizzata per identificare i dati memorizzati nella cache.
• Rivalidazione della cache: Controlla quando la cache dovrebbe essere rivalidata.

L'API è considerata "instabile" perché è ancora in fase di sviluppo e potrebbe subire modifiche nelle future versioni di Next.js. Tuttavia, offre funzionalità preziose per scenari di caching avanzati.

Come funziona `unstable_cache`

La funzione unstable_cache accetta due argomenti principali:

1. Una funzione che recupera o calcola i dati: Questa funzione esegue l'effettivo recupero o calcolo dei dati.
2. Un oggetto di opzioni: Questo oggetto specifica le opzioni di caching, come TTL, tag e chiave.

Ecco un esempio di base su come utilizzare unstable_cache:

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simula il recupero dei dati da un'API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
      const data = { id: id, value: `Data for ID ${id}` };
      return data;
    },
    ["data", id],
    { tags: ["data", `item:${id}`] }
  )();
}

export default async function Page({ params }: { params: { id: string } }) {
  const data = await getData(params.id);
  return 
{data.value}
;
}

In questo esempio:

• La funzione getData utilizza unstable_cache per memorizzare nella cache l'operazione di recupero dati.
• Il primo argomento di unstable_cache è una funzione asincrona che simula il recupero dei dati da un'API. Abbiamo aggiunto un ritardo di 1 secondo per dimostrare i vantaggi del caching.
• Il secondo argomento è un array usato come chiave. Le modifiche agli elementi dell'array invalideranno la cache.
• Il terzo argomento è un oggetto che imposta l'opzione tags su ["data", `item:${id}`].

Caratteristiche principali e opzioni di `unstable_cache`

1. Time-to-Live (TTL)

L'opzione revalidate (precedentemente `ttl` nelle prime versioni sperimentali) specifica il tempo massimo (in secondi) per cui i dati memorizzati nella cache sono considerati validi. Dopo questo tempo, la cache viene rivalidata alla richiesta successiva.

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simula il recupero dei dati da un'API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
      const data = { id: id, value: `Data for ID ${id}` };
      return data;
    },
    ["data", id],
    { tags: ["data", `item:${id}`], revalidate: 60 } // Cache per 60 secondi
  )();
}

In questo esempio, i dati verranno memorizzati nella cache per 60 secondi. Dopo 60 secondi, la richiesta successiva attiverà una rivalidazione, recuperando dati aggiornati dall'API e aggiornando la cache.

Considerazione globale: Quando si impostano i valori TTL, considerare la frequenza di aggiornamento dei dati. Per i dati che cambiano frequentemente, è appropriato un TTL più breve. Per dati relativamente statici, un TTL più lungo può migliorare significativamente le prestazioni.

2. Tag della cache

I tag della cache consentono di raggruppare dati correlati memorizzati nella cache e invalidarli collettivamente. Ciò è utile quando gli aggiornamenti a un dato influenzano altri dati correlati.

import { unstable_cache, revalidateTag } from 'next/cache';

async function getProduct(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simula il recupero dei dati del prodotto da un'API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500));
      const product = { id: id, name: `Product ${id}`, price: Math.random() * 100 };
      return product;
    },
    ["product", id],
    { tags: ["products", `product:${id}`] }
  )();
}

async function getCategoryProducts(category: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simula il recupero dei prodotti per categoria da un'API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500));
      const products = Array.from({ length: 3 }, (_, i) => ({ id: `${category}-${i}`, name: `Product ${category}-${i}`, price: Math.random() * 100 }));
      return products;
    },
    ["categoryProducts", category],
    { tags: ["products", `category:${category}`] }
  )();
}

// Invalida la cache per tutti i prodotti e un prodotto specifico
async function updateProduct(id: string, newPrice: number) {
  // Simula l'aggiornamento del prodotto nel database
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500));

  // Invalida la cache per il prodotto e la categoria dei prodotti
  revalidateTag("products");
  revalidateTag(`product:${id}`);

  return { success: true };
}

In questo esempio:

• Sia getProduct che getCategoryProducts utilizzano il tag "products".
• getProduct utilizza anche un tag specifico `product:${id}`.
• Quando viene chiamato updateProduct, invalida la cache per tutti i dati contrassegnati con "products" e per il prodotto specifico utilizzando revalidateTag.

Considerazione globale: Utilizzare nomi di tag significativi e coerenti. Considerare la creazione di una strategia di tagging che si allinei con il proprio modello di dati.

3. Generazione della chiave di cache

La chiave di cache viene utilizzata per identificare i dati memorizzati. Per impostazione predefinita, unstable_cache genera una chiave basata sugli argomenti passati alla funzione. Tuttavia, è possibile personalizzare il processo di generazione della chiave utilizzando il secondo argomento di `unstable_cache`, che è un array che funge da chiave. Quando uno qualsiasi degli elementi nell'array cambia, la cache viene invalidata.

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(userId: string, sortBy: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simula il recupero dei dati da un'API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
      const data = { userId: userId, sortBy: sortBy, value: `Data for user ${userId}, sorted by ${sortBy}` };
      return data;
    },
    [userId, sortBy],
    { tags: ["user-data", `user:${userId}`] }
  )();
}

In questo esempio, la chiave di cache si basa sui parametri userId e sortBy. Ciò garantisce che la cache venga invalidata quando uno di questi parametri cambia.

Considerazione globale: Assicurarsi che la propria strategia di generazione delle chiavi di cache sia coerente e tenga conto di tutti i fattori rilevanti che influenzano i dati. Considerare l'utilizzo di una funzione di hashing per creare una chiave univoca da strutture di dati complesse.

4. Rivalidazione manuale

La funzione `revalidateTag` consente di invalidare manualmente la cache per i dati associati a tag specifici. Ciò è utile quando è necessario aggiornare la cache in risposta a eventi che non sono direttamente attivati da una richiesta dell'utente, come un processo in background o un webhook.

import { revalidateTag } from 'next/cache';

async function handleWebhook(payload: any) {
  // Elabora il payload del webhook

  // Invalida la cache per i dati correlati
  revalidateTag("products");
  revalidateTag(`product:${payload.productId}`);
}

Considerazione globale: Utilizzare la rivalidazione manuale in modo strategico. Un'eccessiva invalidazione può annullare i vantaggi del caching, mentre una sotto-invalidazione può portare a dati obsoleti.

Casi d'uso pratici per `unstable_cache`

1. Contenuti dinamici con aggiornamenti poco frequenti

Per siti web con contenuti dinamici che non cambiano molto spesso (ad es. post di blog, articoli di notizie), è possibile utilizzare unstable_cache con un TTL più lungo per memorizzare i dati per periodi prolungati. Ciò riduce il carico sul backend e migliora i tempi di caricamento della pagina.

2. Dati specifici dell'utente

Per dati specifici dell'utente (ad es. profili utente, carrelli della spesa), è possibile utilizzare unstable_cache con chiavi di cache che includono l'ID utente. Ciò garantisce che ogni utente veda i propri dati e che la cache venga invalidata quando i dati dell'utente cambiano.

3. Dati in tempo reale con tolleranza per dati obsoleti

Per applicazioni che visualizzano dati in tempo reale (ad es. prezzi delle azioni, feed dei social media), è possibile utilizzare unstable_cache con un TTL breve per fornire aggiornamenti quasi in tempo reale. Ciò bilancia la necessità di dati aggiornati con i vantaggi prestazionali del caching.

4. A/B Testing

Durante i test A/B, è importante memorizzare nella cache la variante dell'esperimento assegnata a un utente per garantire un'esperienza coerente. `unstable_cache` può essere utilizzato per memorizzare la variante selezionata utilizzando l'ID dell'utente come parte della chiave di cache.

Vantaggi dell'utilizzo di `unstable_cache`

• Prestazioni migliorate: Memorizzando i dati nella cache, unstable_cache riduce il carico sul backend e migliora i tempi di caricamento della pagina.
• Costi del backend ridotti: Il caching riduce il numero di richieste al backend, il che può abbassare i costi dell'infrastruttura.
• Esperienza utente migliorata: Tempi di caricamento delle pagine più rapidi e interazioni più fluide portano a una migliore esperienza utente.
• Controllo granulare: unstable_cache fornisce un controllo granulare sul comportamento del caching, consentendo di adattarlo alle esigenze specifiche della propria applicazione.

Considerazioni e buone pratiche

• Strategia di invalidazione della cache: Sviluppare una strategia di invalidazione della cache ben definita per garantire che la cache venga aggiornata quando i dati cambiano.
• Selezione del TTL: Scegliere valori TTL appropriati in base alla frequenza degli aggiornamenti dei dati e alla sensibilità dell'applicazione ai dati obsoleti.
• Progettazione della chiave di cache: Progettare attentamente le chiavi di cache per garantire che siano univoche e coerenti.
• Monitoraggio e logging: Monitorare le prestazioni della cache e registrare i cache hit e miss per identificare potenziali problemi.
• Caching all'edge vs. caching del browser: Considerare le differenze tra il caching all'edge (CDN) e il caching del browser. Il caching all'edge è condiviso tra tutti gli utenti, mentre il caching del browser è specifico per ogni utente. Scegliere la strategia di caching appropriata in base al tipo di dati e ai requisiti dell'applicazione.
• Gestione degli errori: Implementare una gestione robusta degli errori per gestire con grazia i cache miss e impedire che gli errori si propaghino all'utente. Considerare l'utilizzo di un meccanismo di fallback per recuperare i dati dal backend se la cache non è disponibile.
• Test: Testare a fondo l'implementazione del caching per garantire che funzioni come previsto. Utilizzare test automatizzati per verificare la logica di invalidazione e rivalidazione della cache.

`unstable_cache` vs. Caching dell'API `fetch`

Next.js fornisce anche funzionalità di caching integrate tramite l'API fetch. Per impostazione predefinita, Next.js memorizza automaticamente nella cache i risultati delle richieste fetch. Tuttavia, unstable_cache offre maggiore flessibilità e controllo rispetto al caching dell'API fetch.

Ecco un confronto tra i due approcci:

Caratteristica	`unstable_cache`	API `fetch`
Controllo sul TTL	Configurabile esplicitamente con l'opzione revalidate.	Gestito implicitamente da Next.js, ma può essere influenzato con l'opzione revalidate nelle opzioni di fetch.
Tag della cache	Supporta i tag della cache per invalidare i dati correlati.	Nessun supporto integrato per i tag della cache.
Personalizzazione della chiave di cache	Consente di personalizzare la chiave di cache con un array di valori utilizzati per costruire la chiave.	Opzioni di personalizzazione limitate. La chiave è derivata dall'URL di fetch.
Rivalidazione manuale	Supporta la rivalidazione manuale con revalidateTag.	Supporto limitato per la rivalidazione manuale.
Granularità del Caching	Consente di memorizzare nella cache singole operazioni di recupero dati.	Focalizzato principalmente sulla memorizzazione nella cache delle risposte HTTP.

In generale, utilizzare il caching dell'API fetch per scenari di recupero dati semplici in cui il comportamento di caching predefinito è sufficiente. Utilizzare unstable_cache per scenari più complessi in cui è necessario un controllo granulare sul comportamento del caching.

Il futuro del caching in Next.js

L'API unstable_cache rappresenta un importante passo avanti nelle capacità di caching di Next.js. Man mano che l'API si evolve, possiamo aspettarci di vedere funzionalità ancora più potenti e una maggiore flessibilità nella gestione della cache dei dati. Tenersi aggiornati sugli ultimi sviluppi nel caching di Next.js è cruciale per la creazione di applicazioni ad alte prestazioni e scalabili.

Conclusione

L'API unstable_cache di Next.js offre agli sviluppatori un controllo senza precedenti sulla cache dei dati, consentendo loro di ottimizzare le prestazioni e l'esperienza utente nelle applicazioni dinamiche. Comprendendo le caratteristiche e i vantaggi di unstable_cache, è possibile sfruttarne la potenza per creare applicazioni web più veloci, scalabili e reattive. Ricordare di considerare attentamente la propria strategia di caching, scegliere valori TTL appropriati, progettare efficacemente le chiavi di cache e monitorare le prestazioni della cache per garantire risultati ottimali. Abbraccia il futuro del caching in Next.js e sblocca il pieno potenziale delle tue applicazioni web.